智能制造工业互联网建设方案

智能制造工业互联网建设方案

智能制造工业互联网的建设是推动产业升级和经济发展的关键因素之一。不同国

家的工业发展历史和特点在智能制造工业互联网的建设中起到重要作用，影响着

不同国家在该领域的策略和重点。本文将探讨工业发展历史、美国、德国和中国

在智能制造工业互联网方面的区别，并提出一个综合的建设方案，以促进智能制

造的实现和发展。

工业发展历史：

工业发展历史是不同国家智能制造工业互联网建设差异的背景。美国作为早期工

业化的代表，经历了从传统制造业到高科技产业的转变。德国以制造业为基础，

拥有悠久的传统和技术优势。中国则经历了从农业社会到工业社会的快速转型。

美国的工业特点与工业互联网建设：

美国注重技术创新和市场导向，其工业特点体现在高度自动化的生产线、先进的

制造技术和工业机器人的广泛应用。美国在智能制造工业互联网建设中推动物联

网、云计算和大数据分析等技术与制造业的融合，以提升生产效率和产品质量。

德国的工业特点与工业互联网建设：

德国以精益生产和高品质制造著称。其制造业主要由中小型企业组成，注重传统

工艺和工程技术的创新。在智能制造工业互联网建设中，德国重视工业4.0的理

念，通过工业自动化、数字化生产和智能化系统的集成，提高工业效率和产品质

量。

中国的工业特点与工业互联网建设：

中国是全球最大的制造业国家，面临劳动力成本上升和产业升级的挑战。中国在

智能制造工业互联网建设中注重整体升级和智能化改造。政府积极推动工业互联

网发展，提升数字化水平、加强物联网技术应用和推动工业云平台的建设，实现

生产过程的智能化和数据驱动的决策。

智能制造工业互联网建

目录

01智能制造系统架构与工业物联区

03能效&设备管理•一智能工厂工当

04案例

工业物联网的起源

消费互联网

学术科研生活服务

移动

提出Internet最商用社交

初概念电子网络

搜索互联网

万维网商务

ARPANET引擎

970s1980s1990s2000s

196919942007

♦工业物联网化趋势明显2012年n月2013年6月2013f

X互联网快速推动服务业转型升级和

变革，正在引发制造业变革

工IE互联网报告mr^A.Qi

♦工业物联网即〃互联网+“人.机制、网络的互联互通智能工

工业物联网的内涵和构成一从三个板块来切”

♦工业物联网：互联网广泛应用于

生产和服务各领域，实现智能化

生产/服务.泛在化互联，提供

个性化产品，最终表现为虚拟化

企业的新经济形态

服务业互联N

♦不同的发展路径将催生不同的产

•聚焦在服务性行业的互

品和服务形态，UE2I将是工改造，例如医疗、教育

物流和金融等行业

业物联网化下电信运营商的重要

突破路径

・企业互联网实质是企1

业务的互联网化改造和

工业物联网的驱动力：竞争.政府.技术.需求

・互联网+产业vs产业+互联3『实施信息化使能战略,在国

际竞争中抢占制高点

•产业转型升级，拉升GDP和

造就业机会

需求驱动

•不断升级的宽带网络•阿胡捧、提升运营效率、

•智能终端及传感设备无所不在优化客户体验

•云计算及大数据逐步成熟商用•消费者主权时代到来，用户

参与企业全海呈

工业物联网的影响：国民经济.产业格局.企W

推动国民经济增长与科学发展■传统

未

•工业物联网的核心是促进新型工业化、促进M化与信息化的来

深度融合，格有力推动“四化”同步发展被

K

消费者驱动（现在）产业驱动（未来2025）9

632million互*网用户20M；'7-22%与收网购GDP贡献和

■

700million智曰翊•«Upto22%互联网产业效搴提升

US$300billion2013年电高零售胃*；RMB610billion潜在的医疗开支节省内

程

4.4%中00互联网蛭济GDP占比::RMB10trillion巨呼MHk应用带动・长度

Source叟骨・ChinatfMnformdtion2014

•涌现更多

战略与商业•从提供产品向提供服务转变."一切皆

•从ICT至山

模式转变服务”•

ICT

・引发企业组织结构、业务与流程管理变

组织管理变企业内部

革革.

专用解决

方法和工具•传统企业需要“注智”•大数据应用提基于人的敷

更新供新工具，可实现智能制造、柔性生产.

封闭K

面向企业内信息集成的架构

企业层

协同研发、智能生产、精万

企业信息

化系统FRPPLM

面向企业的经营管理，包

管理层SCM和CRM

IT

MES工厂工程制公面向工厂/车间的生产管理

操作层一

®fl/PLC、SCADAsDCS等过

DCSSCADA/

工厂或车传感器、仪器仪表、射频”

间的工业、机器、机械和装置

环境

OT

现场层

西门子/工业4.0的数字化工厂架构中国

“工业物联网〃贯穿智能制造体系三个维度的各，

系统层级

工业物联网：

■位于智能制造系统架构生命周

期的所有环节；姿疥要素设计生产

■实现系统层级的设备、控制、

系统集成

工厂、企业和协同五个层级，

以及智能功能的互联互通；

互联互通

■工业物联网实现了OT与IT的

融合的基础。信息融合

新兴业态

智能功能

以工业物联网实现0T与IT融合

企业信息化系统/IT

制造型企业信息化框架

企业运营过程信息化部署

企业层

管

数

一

理

据

协

业务运营与采

过

同

购

门

计p

程决策支持

户

办

平

算

公

台

I

T制造执行系统MES物耐行系统LI

管理层生产能通设箭

痍检ili2RFlD侬控jfi笛等支

车间生产计划执行置控

备实现物料流动以及帧

管控

调度谢行财啊也人、设备、工具、位・

岭的i

控设备及工序相关的行业化过程控制系统（如：炉机等

数据操作层

制统控机床、柔性生产练以机械人等）SO

过

传输

程

数据HM

O

采集T

工业物联网采,传.算技术架构

工厂Camera工厂数据中心

IntranetFactoryFactoryData

Center

【生产执行网络】

.多种联接方式并存

•多种协议并存

•物联网络

数据采集数据传输

目录

01

03智能工厂工业物联网最佳实践

04案例

物联网发展趋势一平台侧&终端侧

连接

工业物联网一物联网的〃传感回传场景”

物联网的三种应用场景：

■场景1：WLAN无线覆盖场景

支撑业务：监控视频回传、PDA巡检、流程电子化、办公数字化；

■1景2:人员、资产管理场景

支撑业务：库房管理、两票电子化、安全围栏、人员门禁.健康

监测、消费；

■场景3:传感回传场景

支撑业务：远程抄表.移动生产、生产数字化、工业智能化.环

境监测；

复杂多样的物联网连接通信协议

有线通信协议:

RS-

CANopen*JodbusGEM

无线通信协议:

QBluetooth

q

AZT+,

近距无线OJIJO

OJTM)冷

802.1laf/ah

•Z>LoWPAN^

Sub-1GHz

各种物联网无线协议特征对比一LoRA的优势

的议速率距离功班

LoRa■内433MHz37.5kbp520KM105个月fiwsmw晴值

/470MHz10-100M

SUB1GSub1GSOkbps1KM100个月S＜百

NB-loT运营商授跋段100kbps20KM90个月西吸

Zigbee868MHzEU,250kbps200M24个月200M＜百■眇

915MHzUS.

2.4GHZ

2G运营裔授权建坦300kbps运营3个月小区锻500M＜七日■防

RF1D/NFC12.5KHZ424kbpsNFC：20CM3OT月成熟,5-10M<5W

433MHzRFID:5CM-

2.4GHz100M

5.8GHz

eMTC俺雷离授权镇区1Mbps15KM18个月小区徽500M＜百・眇

BLE2.4G2Mbps100M月<

3G母青商授MS3Mbps1个月小区吸500M＜三目

4GLTE运营丽燎段150Mbps运意却H1个月小区纸500M<

802.11M：5Ghz6.928Gbps200M1个月成熟,1-5MV百■眇

物联网主要无线标准协议对比

1Mbps

100KbZiqbee

10Kbps

100bps

10100

长距传感回传场景组网说明LoRA的场景优j

场景关键技术:

LoRaIP网络

toReWANloRaWAN

V

A

R5232,485—

温湿度传感加H电表

LoRail

器（总线接（支持水位监测仪水位监测仪

感终端

口）LoRaWAN）（总线接口）（Zigbeejg

口）

传统企业主动变革创新（1/2）

♦传统企业从战略制定到产品生产/体验、营销/销售.服务提供.组织管£

•互联网思维改造企业经营理念，企业战略互联网化

•产品设计定制化、功能体验互联网化、生产柔性化

“产品体验有了更多互联网色彩（加载互联网功能）

“互联网改造企业生产流程，衍生出团购、C2B、工

厂直销、个性化定制生产